本發(fā)明涉及用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的氦容器端口裝置和氦容器裝置，尤其用于具有氦冷卻系統(tǒng)的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)。它進(jìn)一步涉及用于操作氦容器端口裝置的方法。

背景技術(shù)：

磁共振成像(MRI)系統(tǒng)典型地包括超導(dǎo)磁體和氦冷卻系統(tǒng)。在氦冷卻系統(tǒng)中，氣態(tài)氦借助于冷頭(coldhead)被再壓縮并且被引導(dǎo)至氦容器中。

為了更換冷頭，磁體必須被斜降(ramp down)，因?yàn)槔漕^套(coldhead sock)通過管道被連接至氦容器。如果沒能這樣做，可能會(huì)在猝熄的事件中導(dǎo)致危險(xiǎn)量的氦氣逸入執(zhí)行冷頭更換的服務(wù)工程師的區(qū)域中。

此外，在冷頭更換期間存在有空氣侵入和隨后的冰積聚在冷頭套和連接管道中的風(fēng)險(xiǎn)。在磁體的壽命期間，冰可能會(huì)聚集在將冷頭套連接至難以去除的轉(zhuǎn)臺(tái)(turret)的管道中。冷頭的去除對(duì)于執(zhí)行除冰操作是必要的，這也要求磁體被斜降。當(dāng)前為了更換冷頭，有必要使磁體斜降。還有為了對(duì)連接管道除冰，有必要使磁體斜降并且去除冷頭。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的目的是提供尤其允許在不使磁體斜降的情況下更換冷頭的用于磁共振成像系統(tǒng)的有利的氦容器端口裝置、磁共振成像系統(tǒng)和用以操作該裝置的方法。

該目的通過如權(quán)利要求1中所要求保護(hù)的氦容器端口裝置、如權(quán)利要求10中所要求保護(hù)的氦容器裝置、如權(quán)利要求15中所要求保護(hù)的磁共振成像系統(tǒng)和通過如權(quán)利要求11中所要求保護(hù)的用以操作氦容器端口裝置的方法來解決。從屬權(quán)利要求進(jìn)一步限定了本發(fā)明的發(fā)展。

本發(fā)明的用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的氦容器端口裝置包括用于將氦引導(dǎo)進(jìn)入氦容器中的端口。氦容器端口的一部分包括虹吸管、虹吸錐體和管道或流動(dòng)通道。虹吸錐體與虹吸管流動(dòng)連接。管道或流動(dòng)通道包括入口開口和出口開口。入口開口被配置用于將它與冷頭套連接，更精確地用于提供與冷頭套的流動(dòng)連接。出口開口與端口和虹吸錐體流動(dòng)連接。端口包括端口部件。端口部件包括流動(dòng)通道，流動(dòng)通道具有被配置用于將流動(dòng)通道與服務(wù)虹吸管連接的第一開口、與虹吸錐體流動(dòng)連接的第二開口和與連接至冷頭套的管道的出口開口流動(dòng)連接的第三開口。

在上面描述的困難通過借助于可以與裝配有不同吸頭的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)虹吸管對(duì)接的端口部件使冷頭連接管道延伸到氦容器中或轉(zhuǎn)臺(tái)中而得以解決。

該裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，端口部件的第一開口可以被配置用于使服務(wù)虹吸管、例如標(biāo)準(zhǔn)的氦服務(wù)虹吸管在虹吸錐體中對(duì)準(zhǔn)。

該裝置的選項(xiàng)在于，本發(fā)明的氦容器端口包括被配置用于維持服務(wù)虹吸管相對(duì)于虹吸錐體和/或相對(duì)于管道的出口開口的對(duì)準(zhǔn)和/或用于維持端口部件相對(duì)于虹吸錐體和/或相對(duì)于管道的出口開口的對(duì)準(zhǔn)的支撐部件。

端口裝置可以包括轉(zhuǎn)臺(tái)。氦容器端口裝置或轉(zhuǎn)臺(tái)可以包括壁。管道可以被定位在壁中。例如，管道可以部分地或完全被定位在壁內(nèi)。管道優(yōu)選被焊接到壁中。

端口部件的第一開口可以包括中心線并且端口部件的第二開口可以包括中心線。虹吸錐體可以包括與第一開口和/或第二開口的中心線和/或服務(wù)虹吸管的中心線對(duì)應(yīng)的中心線。換言之，虹吸錐體的中心線可以是第一開口和/或第二開口的中心線和/或服務(wù)虹吸管的中心線的延長，或者虹吸錐體的中心線可以與第一開口和/或第二開口的中心線和/或服務(wù)虹吸管的中心線相同。這具有服務(wù)虹吸管可以容易地插入并裝配到虹吸錐體中的優(yōu)點(diǎn)。

氦容器端口裝置可以包括被配置用于將服務(wù)虹吸管插到端口部件內(nèi)的容器檢查管。容器檢查管可以包括外管和內(nèi)管，并且可以被配置用于將服務(wù)虹吸管經(jīng)由外管插到端口部件中。

氦容器端口裝置優(yōu)選地包括具有包括開口的吸頭的服務(wù)虹吸管，其中吸頭被裝配到端口部件中并且被配置成使得端口部件的第三開口和/或管道的出口開口借助于吸頭被關(guān)閉，并且吸頭的開口與虹吸錐體流動(dòng)連接。該配置提供了可以在更換冷頭或可以在執(zhí)行除冰操作的時(shí)候在不使磁體斜降的情況下從服務(wù)虹吸管為氦容器提供氦的可能性。

在進(jìn)一步的變體中，氦容器端口裝置可以包括具有吸頭的服務(wù)虹吸管。吸頭可以具有或包括開口。吸頭可以被裝配到端口部件中并且被配置成使得虹吸錐體借助于吸頭被關(guān)閉，并且吸頭的開口與端口部件的第三開口和/或管道的出口開口流動(dòng)連接。優(yōu)選地，吸頭的開口僅與端口部件的第三開口和/或管道的出口開口流動(dòng)連接。該配置提供了從服務(wù)虹吸管為管道和例如冷頭套提供氦氣的可能性。借助于所描述的吸頭，冷頭套可以與氦容器或與轉(zhuǎn)臺(tái)隔離。該配置可以用于對(duì)連接管除冰。此外，該配置還可以提供氦氣的正向流動(dòng)以防止冷頭更換期間的空氣侵入。該吸頭可以保持在適當(dāng)位置直到冷頭已被冷卻下來。冷頭可以通過使用經(jīng)過服務(wù)虹吸管的冷的氦并且經(jīng)由傳輸線和閥(例如旁通閥)通氣而被強(qiáng)制冷卻。

一般地，服務(wù)虹吸管優(yōu)選地為氦虹吸管。氦容器端口裝置可以包括轉(zhuǎn)臺(tái)，轉(zhuǎn)臺(tái)可以包括端口部件。

本發(fā)明的氦容器裝置包括之前描述的氦容器端口裝置。它可以包括氦容器和之前描述的氦容器端口裝置。氦容器裝置具有與之前描述的氦容器端口裝置相同的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的磁共振成像系統(tǒng)包括之前描述的本發(fā)明的氦容器端口裝置和/或之前描述的本發(fā)明的氦容器裝置。本發(fā)明的磁共振成像系統(tǒng)具有與本發(fā)明的氦容器端口裝置相同的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的用于操作如之前所描述的本發(fā)明的氦容器端口裝置的方法的特征在于，將氦、優(yōu)選液態(tài)氦引導(dǎo)進(jìn)入管道的入口、經(jīng)過管道并且經(jīng)由管道的出口進(jìn)入用于將氦引導(dǎo)進(jìn)入氦容器中的端口中。氦可以從冷頭套被引導(dǎo)到管道的入口中。本發(fā)明的方法具有與之前描述的本發(fā)明的氦容器裝置相同的優(yōu)點(diǎn)。

該裝置的優(yōu)點(diǎn)在于氦被引導(dǎo)進(jìn)入管道的入口、經(jīng)過管道并且經(jīng)由管道的出口進(jìn)入虹吸錐體內(nèi)并進(jìn)入虹吸管中。

該裝置的選項(xiàng)在于方法包括如下步驟：使端口部件的第三開口關(guān)閉和/或使管道的出口開口關(guān)閉，并且將氦從服務(wù)虹吸管引導(dǎo)進(jìn)入虹吸錐體中并進(jìn)入虹吸管中。這允許了可以在更換冷頭或可以執(zhí)行除冰操作的時(shí)候在不使磁體斜降的情況下從服務(wù)虹吸管用氦填充氦容器。

作為進(jìn)一步的選項(xiàng)，本發(fā)明包括如下步驟：借助于服務(wù)虹吸管的吸頭使虹吸錐體關(guān)閉并且將氦從服務(wù)虹吸管引導(dǎo)進(jìn)入端口部件的第三開口和/或管道的出口開口中。借助于所描述的吸頭，冷頭套可以與氦容器和/或與轉(zhuǎn)臺(tái)隔離。該配置可以用于對(duì)連接管除冰。此外，該配置還可以提供氦氣的正向流動(dòng)以防止冷頭更換期間的空氣侵入。該吸頭可以保持在適當(dāng)位置直到冷頭已被冷卻下來。冷頭可以通過使用經(jīng)過服務(wù)虹吸管的冷的氦并且經(jīng)由傳輸線和閥(例如旁通閥)通氣而被強(qiáng)制冷卻。

一般地，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，在位于與虹吸管端口在一條線上的冷頭連接管道的端部(例如在轉(zhuǎn)臺(tái)的下端部)處的接口或端口部件的添加。接口或端口部件的設(shè)計(jì)允許虹吸管以通常的方式操作。另外，以下操作現(xiàn)在是可能的?？梢詫⒗漕^套與氦容器隔離。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場冷頭更換而沒有窒息的風(fēng)險(xiǎn)。此外，存在有在不用去除冷頭的情況下對(duì)冷頭連接管除冰的能力，很可能磁體仍然在場。此外，存在有創(chuàng)建了氦氣的經(jīng)過管道和連接管并經(jīng)過冷頭套離開的受控流動(dòng)以防止冷頭更換期間的空氣侵入的能力。另外，存在有在冷頭冷卻下來的時(shí)候使冷頭套保持與氦容器隔離以防止熱的氣體進(jìn)入氦容器并使磁體猝熄的能力。此外，存在有用冷的氦氣將冷頭強(qiáng)制冷卻以防止熱氣體猝熄的能力。

附圖說明

本發(fā)明的進(jìn)一步的特征、性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)將從結(jié)合附圖進(jìn)行的以下實(shí)施例的描述中變得清楚。實(shí)施例不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由隨附權(quán)利要求來確定。所有的描述的特征作為單獨(dú)的特征或者在彼此的任何組合中都是有利的。

圖1以沿磁體的中心線的截面圖示意性地示出磁體裝置。

圖2示意性地示出磁體的側(cè)視圖和轉(zhuǎn)臺(tái)與冷頭的截面圖。

圖3以截面圖示意性地示出本發(fā)明的氦容器端口裝置。

圖4以截面圖示意性地示出具有服務(wù)虹吸管的第一變體的本發(fā)明的氦容器端口裝置。

圖5以截面圖示意性地示出具有服務(wù)虹吸管的第二變體的本發(fā)明的氦容器端口裝置。

圖6示意性地示出在插入服務(wù)虹吸管時(shí)的本發(fā)明的氦容器端口裝置的截面圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照?qǐng)D1至圖6來描述用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的本發(fā)明的氦容器端口裝置、氦容器裝置和本發(fā)明的用于操作該氦容器端口裝置的方法。

圖1以沿磁體3的中心線2的截面圖示意性地示出磁體裝置1。磁體線圈3由提供氦空間4的氦容器5圍繞。氦容器5由真空室6包住。真空室6包括至少一個(gè)輻射屏蔽件7和真空空間8。

組合有冷頭的轉(zhuǎn)臺(tái)31與真空室連接。轉(zhuǎn)臺(tái)包括與氦容器5連接的用于將氦引導(dǎo)進(jìn)入氦容器5中的端口30。轉(zhuǎn)臺(tái)31進(jìn)一步包括通氣管20和通向冷頭套的管或連接管道37。通氣管20包括中心線21。端口30與通向冷頭套的管或連接管道37連接。

磁共振成像系統(tǒng)將進(jìn)一步包括諸如梯度和場線圈、勻場線圈和患者臺(tái)等的進(jìn)一步的設(shè)備(未示出)。一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)電子器件柜(多個(gè))容納磁體監(jiān)控系統(tǒng)和在通信線上控制磁體和這樣的進(jìn)一步的設(shè)備的操作的其他控制與測(cè)量設(shè)備。磁體監(jiān)控系統(tǒng)接收來自被附接至MRI系統(tǒng)的各種部件的適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)傳感器的數(shù)據(jù)輸入。氦壓縮機(jī)典型地是機(jī)電裝置。它在傳統(tǒng)上被以機(jī)械的方式裝在系統(tǒng)電子器件柜(多個(gè))內(nèi)，但是氦壓縮機(jī)傳統(tǒng)上是獨(dú)立的裝置。

圖2示意性地示出具有磁體3的真空室6的側(cè)視圖和組合有冷頭的轉(zhuǎn)臺(tái)31的截面圖。轉(zhuǎn)臺(tái)31包括冷頭裝置9、通氣管20和進(jìn)入氦容器5中的端口30。冷頭裝置9包括冷頭套19并且經(jīng)由管或管道37與端口30連接。通氣管20包括可去除的虹吸管10。

圖3以截面圖示意性地示出本發(fā)明的氦容器端口裝置。氦容器端口裝置包括用于將氦引導(dǎo)進(jìn)入氦容器5中的端口30。端口30可以是轉(zhuǎn)臺(tái)31的一部分。端口30包括虹吸管32、虹吸錐體33和管道或流動(dòng)通道34。虹吸錐體33與虹吸管32流動(dòng)連接。

管道或流動(dòng)通道34包括入口開口35和出口開口36。入口開口35被配置用于將它與冷頭套19連接，更精確地用于提供與冷頭套19的流動(dòng)連接。出口開口36與端口30和虹吸錐體33流動(dòng)連接。氦、優(yōu)選液態(tài)氦的流動(dòng)方向用進(jìn)入虹吸管中的箭頭38和直接進(jìn)入端口30中的箭頭39示出。

端口30包括端口部件40。端口部件40包括流動(dòng)通道44，流動(dòng)通道44具有被配置用于將流動(dòng)通道44與服務(wù)虹吸管(圖3中未示出)連接的第一開口41、與虹吸錐體33流動(dòng)連接的第二開口42和與管道34的出口開口36流動(dòng)連接的第三開口43。

端口30和/或轉(zhuǎn)臺(tái)31可以包括壁。在圖3中，管道34被定位在端口30和/或轉(zhuǎn)臺(tái)31的壁中。例如，管道34可以部分地或完全被定位在壁內(nèi)。管道34優(yōu)選被焊接到壁中。

有利地，端口部件40的第一開口41被配置用于使服務(wù)虹吸管(例如標(biāo)準(zhǔn)氦服務(wù)虹吸管)在虹吸錐體33中對(duì)準(zhǔn)。

可選地，本發(fā)明的端口裝置包括被配置用于維持服務(wù)虹吸管相對(duì)于虹吸錐體33和/或相對(duì)于管道34的出口開口36的對(duì)準(zhǔn)、和/或用于維持端口部件40的相對(duì)于虹吸錐體33和/或相對(duì)于管道34的出口開口36的對(duì)準(zhǔn)的支撐部件45。

端口部件40的第一開口41可以包括中心線46并且端口部件40的第二開口42可以包括中心線47。虹吸錐體33可以包括與第一開口41的中心線46對(duì)應(yīng)和/或與第二開口42的中心線47對(duì)應(yīng)和/或與服務(wù)虹吸管的中心線49對(duì)應(yīng)的中心線48。換言之，虹吸錐體33的中心線可以是第一開口41和/或第二開口42的中心線和/或服務(wù)虹吸管的中心線49的延長，或者虹吸錐體33的中心線可以與第一開口41和/或第二開口42的中心線和/或服務(wù)虹吸管的中心線49相同。這具有服務(wù)虹吸管可以容易地被插入并裝配到虹吸錐體33中的優(yōu)點(diǎn)。

此外，第三開口43可以包括可垂直于第一開口41的中心線46和/或垂直于第二開口42的中心線47走向的中心線68。

端口裝置可選地包括被配置用于將服務(wù)虹吸管插入端口部件40中的容器檢查管50。容器檢查管50可以包括外管51和內(nèi)管52并且可以被配置用于將服務(wù)虹吸管經(jīng)由外管51插入端口部件40內(nèi)。在圖3中，容器檢查管50例如被焊接到端口30的壁中或者轉(zhuǎn)臺(tái)31中。端口裝置一般可以包括轉(zhuǎn)臺(tái)31，轉(zhuǎn)臺(tái)31包括端口部件40。

圖4在截面圖中示意性地示出具有服務(wù)虹吸管53的第一變體的圖3的端口裝置。一般地，服務(wù)虹吸管53優(yōu)選地是氦虹吸管。服務(wù)虹吸管53包括包含開口55的吸頭54，其中吸頭54被裝配到端口部件40中并且被配置成使得端口部件40的第三開口43和管道34的出口開口36借助于吸頭54被關(guān)閉。吸頭54的開口55與虹吸錐體33流動(dòng)連接56。氦、優(yōu)選液態(tài)氦的從服務(wù)虹吸管53經(jīng)由虹吸錐體33到虹吸管32中的流動(dòng)方向用箭頭56示出。

利用該配置，例如可以在可以執(zhí)行更換冷頭的時(shí)候在不使磁體斜降的情況下將氦從服務(wù)虹吸管53引導(dǎo)進(jìn)入端口30中并且進(jìn)一步到氦容器5中。

圖5以截面圖示意性地示出具有服務(wù)虹吸管63的第二變體的端口裝置。服務(wù)虹吸管63具有吸頭64。吸頭64包括開口67。吸頭64被裝配到端口部件40中并且被配置成使得虹吸錐體借助于吸頭64、例如使用用于關(guān)閉虹吸錐體的部件65被關(guān)閉。吸頭64的開口67與端口部件的第三開口43和與管道34的出口開口36流動(dòng)連接。優(yōu)選地，吸頭64的開口67僅與端口部件40的第三開口43和與管道34的出口開口37流動(dòng)連接。

利用該配置，管道34以及例如冷頭套可以從服務(wù)虹吸管63被提供有氦、例如液態(tài)或氣態(tài)氦。借助于所描述的吸頭64，冷頭套可以與端口30并且與氦容器5隔離或者與轉(zhuǎn)臺(tái)31隔離。該配置可以用于對(duì)連接管37除冰。此外，通過將氦氣從出口開口36朝向入口開口35引導(dǎo)進(jìn)入管道34中，可以防止冷頭更換期間的空氣侵入。吸頭64可以保持在適當(dāng)位置，直到冷頭冷卻下來。冷頭可以通過使用經(jīng)過服務(wù)虹吸管的冷的氦并且經(jīng)由傳輸線和閥(例如旁通閥)通氣而被強(qiáng)制冷卻。

圖6示意性地示出在插入如結(jié)合圖3所描述的服務(wù)虹吸管53時(shí)的本發(fā)明的端口裝置的截面圖。備選地，可以插入如結(jié)合圖4所描述的服務(wù)虹吸管63。這是用于給磁體加滿氦的虹吸管的位置。

雖然已特別參照使用氦制冷劑進(jìn)行冷卻描述了本申請(qǐng)，但本發(fā)明可以應(yīng)用于通過諸如氫、氮、氖、氬等的其他制冷劑被冷卻的超導(dǎo)磁體。